Question

合理利用資源，降低碳的排放，實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)是今后經(jīng)濟(jì)生活主流方向．
（1）下列措施不利于有效減少二氧化碳排放的是

 

．
A．植樹(shù)造林，保護(hù)森林，保護(hù)植被
B．加大對(duì)煤和石油的開(kāi)采，并鼓勵(lì)使用石油液化氣
C．推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低，冬天不宜過(guò)高
D．倡導(dǎo)出行時(shí)多步行和騎自行車(chē)，建設(shè)現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運(yùn)輸工具空駛率
（2）科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究，如將CO₂和H₂以1：4比例混合通入反應(yīng)器，適當(dāng)條件下反應(yīng)可獲得一種能源．完成以下化學(xué)方程式：CO₂+4H₂

一定條件  .

 

+2H₂O．
（3）CO₂合成生產(chǎn)燃料甲醇（CH₃OH）是碳減排的新方向．進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：某溫度下在1L的密閉容器中，充2mol CO₂和6mol H₂，發(fā)生：CO₂（g）+3H₂（g ）
CH₃OH（g）+H₂O（g）能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)反應(yīng)限度標(biāo)志的是

 

（填字母）．
A．CO₂百分含量保持不變          B．容器中H₂濃度與CO₂濃度之比為3：1
C．容器中混合氣體的質(zhì)量保持不變  D．CO₂生成速率與CH₃OH生成速率相等
現(xiàn)測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示．從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，
氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

mol/（L?min）．

（4）CO在催化作用下也能生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；已知密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示．
①若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A

 

t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài)，此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為V_AL，則A、B兩點(diǎn)時(shí)容器中，n（A）_總：n（B）_總=

 

．
（5）以KOH為電解質(zhì)的甲醇燃料電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，通入甲醇的電極為燃料電池的負(fù)極，正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)的生活環(huán)境的污染及治理,化學(xué)電源新型電池,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線

專(zhuān)題：基本概念與基本理論

分析：（1）A．植樹(shù)造林保護(hù)森林，保護(hù)植被，能增強(qiáng)光合作用，大量消耗二氧化碳；
B．加大對(duì)煤和石油的開(kāi)采，并鼓勵(lì)使用石油液化氣，能增加二氧化碳的排放；
C．推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低，冬天不宜過(guò)高，節(jié)約用電、用氣，可以節(jié)能減排；
D．倡導(dǎo)出行時(shí)多步行和騎自行車(chē)，建設(shè)現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運(yùn)輸工具空駛率，可以減少?gòu)U氣的排放和節(jié)約能源；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋?zhuān)夯瘜W(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不變．可知在化學(xué)反應(yīng)方程式中，反應(yīng)物和生成物中所含的原子的種類(lèi)和數(shù)目相同．由此可推斷化學(xué)反應(yīng)方程式中反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式；
（3）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（CO₂），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）；
（4）①溫度越高、越強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，最先到達(dá)平衡；②根據(jù)CO轉(zhuǎn)化率計(jì)算參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式計(jì)算平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量變化量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量，據(jù)此解答；
（5）燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿溶液中生成碳酸鉀，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子．

解答： 解：（1）A．植樹(shù)造林，保護(hù)森林，保護(hù)植被，能增強(qiáng)光合作用，大量消耗二氧化碳，不符合題意，故A錯(cuò)誤；
B．加大對(duì)煤和石油的開(kāi)采，并鼓勵(lì)使用石油液化氣，能增加二氧化碳的排放，符合題意，故B正確；
C．推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低，冬天不宜過(guò)高，能減少電的使用，減少煤和石油化石燃料的使用，減少二氧化碳的排放，不符合題意，故C錯(cuò)誤；
D．倡導(dǎo)出行時(shí)多步行和騎自行車(chē)，建設(shè)現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運(yùn)輸工具空駛率，減少石油化石燃料的使用，可以減少?gòu)U氣的排放和節(jié)約能源，不符合題意，故D錯(cuò)誤；
故選B；    
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋可以知道：反應(yīng)前后的原子數(shù)目和種類(lèi)應(yīng)該相等，分析題給的化學(xué)反應(yīng)方程式可以知道，反應(yīng)前出現(xiàn)了2個(gè)O，1個(gè)C，8個(gè)H，反應(yīng)后出現(xiàn)了2個(gè)O，4個(gè)H，所以在X中含有4個(gè)H和1個(gè)C，
故答案為：CH₄；  
（3）A．平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度保持不變，CO₂百分含量保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡，故A正確；
B．開(kāi)始投料比，2mol CO₂和6mol H₂，容器中H₂濃度與CO₂濃度之比為3：1，所以不能證明達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．容器的體積不變，反應(yīng)前后都為氣體，容器中混合氣體的質(zhì)量始終保持不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故C錯(cuò)誤；
D．CO₂生成速率表示逆反應(yīng)速率，與CH₃OH生成速率表示正反應(yīng)速率，兩者相等，說(shuō)明到達(dá)平衡，故D正確；
由圖可知，12min到達(dá)平衡時(shí)二氧化碳的濃度變化量為2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，所以v（CO₂）=

1.5mol/L

12min

=0.125mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.125mol/（L?min）=0.375mol/（L?min），
故答案為：AD；0.375；   
（4）①C點(diǎn)的溫度、壓強(qiáng)都高于A點(diǎn)，溫度越高、越強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，最先到達(dá)平衡，故則從反應(yīng)開(kāi)始至到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A＞t_C，
故答案為：大于；        
②A點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，則參加反應(yīng)的CO為10mol×0.5=5mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質(zhì)的量減少
1                              2
5mol                           10mol
故A點(diǎn)平衡時(shí)，混合氣體總的物質(zhì)的量=10mol+20mol-10mol=20mol，
B點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率為0.7，則參加反應(yīng)的CO為10mol×0.7=7mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質(zhì)的量減少
1                              2
7mol                           14mol
故B點(diǎn)平衡時(shí)，混合氣體總的物質(zhì)的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B兩點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)總氣體的物質(zhì)的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4，
故答案為：5：4；
（5）甲醇-空氣燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿溶液中生成碳酸鹽，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（或3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-），
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- （或3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-）．

點(diǎn)評(píng)：本題是道綜合題，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，涉及化學(xué)平衡影響因素及有關(guān)計(jì)算、反應(yīng)速率影響因素、原電池原理的分析判斷等，（4）考查了學(xué)生的識(shí)圖能力和有關(guān)計(jì)算能力，題目難度較大．